Influência dos fatores de controle sobre o reforço

Tendo em vista a aplicação de revestimento por soldagem, é desejável que o reforço da solda seja o maior possível. Pois, quanto maior o reforço menor deverá ser o número de camadas para se alcançar a espessura mínima recomendada. Desta forma é possível diminuir o tempo e os custos de execução.

Na aplicação de revestimento por soldagem em vasos de pressão, a espessura mínima do reforço deve ser de 3 mm (PETROBRAS, 1999). Para tubulações, o revestimento deve ter um bom acabamento superficial com o objetivo de permitir a inspeção e limpeza interna através de um dispositivo controlado remotamente (PIG). O acabamento superficial exigido é garantido pela deposição do revestimento seguido de usinagem do sobremetal.

A avaliação do reforço pelo método Taguchi é um problema do tipo maior é melhor. A Figura 5.9 ilustra o comportamento dos fatores de controle em relação ao reforço.

Figura 5.9. Comportamento dos níveis dos fatores de controle sobre o reforço. REFORÇO (maior é melhor)

As linhas tracejadas indicam ± 2 vezes o erro padrão

1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Téc. energia Dispos. Eletrodos Tecimento Energia Defasagem

7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 7,9 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 8,7 R ef or ço; E T A = - 10* log10( 1/ N *S um (1/ y² )) Tipo I 7,56 kJ/cm 0% 50% 25% 15,12 kJ/cm 10,80 kJ/cm Duplo 8 Triangular Sem tecimento 45° Longitudinal Transversal Tipo V

94 A análise desta figura permite predizer que o reforço será maximizado quando:

• a técnica da energia estiver no nível 1 (Tipo I);

• a disposição dos eletrodos estiver no nível 2 (longitudinal); • o tipo de tecimento estiver no nível 1 (sem tecimento);

• a energia de soldagem estiver no nível 3 (energia no maior nível, 15,12 kJ/cm);

• a defasagem entre os pulsos de corrente estiver no nível 2 (25%).

A análise estatística de cada uma das variáveis é mostrada na Tabela 5.3.

Tabela 5.3. Análise de variância da função η para o reforço.

Fator de controle Nível de significância (_α)

Técnica da energia 0,729222

Disposição dos eletrodos 0,002285

Tipo de tecimento 0,055825

Nível de energia 0,000016

Defasagem entre os pulsos 0,291923

Fonte: autoria própria.

A técnica da energia não obteve influência estatística. Contudo, com o objetivo de melhor verificar o efeito da técnica de energia sobre o reforço, realizou- se uma análise envolvendo o comportamento do reforço em função da técnica de energia para os níveis de energia de soldagem empregados. Uma vez que a análise estatística pelo método Taguchi levou em consideração os níveis de energia como um todo para compor o gráfico e a análise de variância da Figura 5.9 e da Tabela 5.3, respectivamente.

A Figura 5.10 mostra o comportamento do reforço em relação à técnica de energia empregada em função de cada nível de energia de soldagem. Verifica-se que o comportamento do reforço foi distinto para cada uma das técnicas utilizadas. Para as soldagens realizadas pela técnica tipo V, o reforço teve um comportamento crescente com o aumento da energia de soldagem. Diferentemente, nas soldagens realizadas pela técnica tipo I, o reforço obtido sofreu pequena variação nos três níveis de energia de soldagem empregado, ficando seu valor entre 2,4 mm e 2,7 mm, aproximadamente.

O comportamento de aumento do reforço com a elevação da energia de soldagem através da técnica tipo V foi atribuído à quantidade de material depositado

95 em relação à velocidade de soldagem empregada. Nas soldagens realizadas com a técnica da energia pelo tipo V, a potência do arco elétrico mantém-se constante nos diferentes níveis de energia empregados. Entretanto, a velocidade de soldagem é reduzida com o aumento da energia, resultando em um cordão de solda com maiores dimensões. Desta forma, o efeito da velocidade de soldagem é predominante sobre o efeito da potência do arco.

Figura 5.10. Comportamento do reforço para cada técnica de energia nos diferentes níveis de energia.

Técnica de energia X Energia de soldagem

p=,00000 1 2 3 Nível de Energia 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 R ef or ço ( m m ) Tipo I Tipo V

Fonte: autoria própria.

Esta mesma tendência de comportamento do reforço para a energia variando pelo tipo I não foi verificada. Em vez de promover o aumento do reforço, o aumento da energia de soldagem manteve seu valor entre uma faixa aproximadamente constante. O aumento da corrente de soldagem tem consequências diretas na quantidade de calor gerada pelo arco. Quanto maior a corrente de soldagem, maior será o aquecimento da poça fundida. Este maior aquecimento tem efeito sobre a viscosidade do metal na poça de fusão, deixando-a mais fluida. Assim, a poça de fusão tende a se espalhar mais com correntes de soldagem elevadas, promovendo cordões de solda com reforços sem muitas alterações e com maiores larguras. Além disso, o aumento da corrente também aumenta o diâmetro do arco e, por conseguinte, o diâmetro da poça.

Observa-se que o posicionamento dos eletrodos influenciou estatisticamente o reforço. Sendo que os eletrodos dispostos longitudinalmente

96 promoveram maiores reforços, seguidos dos níveis 45° e transversal. Atribuiu-se a este resultado o fato de que, na disposição longitudinal, o arco do eletrodo de trás incidir diretamente na poça de fusão do arco do eletrodo da frente, ocorrendo uma sobreposição de metal de adição. Desta forma produzindo cordões de solda com maiores reforços.

Quanto à aplicação de tecimento do cordão de solda, não houve influência estatística, sendo que o nível de significância (α = 0,055825) ficou com um valor bastante aproximado de 0,05. Desta forma, não é possível afirmar com uma confiabilidade de 95% a influência estatística da variação do tecimento no reforço.

O comportamento do reforço com a variação da energia de soldagem foi bastante influenciado estatisticamente. Constata-se pela Figura 5.9 que foi obtido maior reforço para o maior nível de energia, seguido respectivamente do nível intermediário e do menor nível.

Com relação à defasagem dos pulsos de corrente, não houve influência estatística desta no reforço do cordão. A Figura 5.9 indica que houve uma leve tendência de obtenção de maior reforço para os pulsos de corrente defasados em 25% entre si. Entretanto, os níveis de reforço obtidos, de uma maneira geral, mantiveram-se praticamente dentro da mesma faixa, como mostra a Figura 5.11.

Figura 5.11. Comportamento do reforço para cada técnica de energia nos diferentes níveis de defasagem entre os pulsos de corrente.

Técnica de energia X Energia de soldagem

p=,44688

1 2 3

Nível de defasagem entre os pulsos de corrente 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 R ef or ço ( m m ) Tipo I Tipo V

97